二叠纪-三叠纪大灭绝及其在北方水域的影响，通过斯匹次卑尔根岛的有孔虫化石得以体现

四川盆地中侏罗世沙溪庙组沉积物碎屑锆石U-Pb定年及阴极发光分析表明，构造域转换导致沉积 provenance 发生显著变化，主峰年龄176 Ma与松潘-甘孜构造带岩浆活动相关，揭示古太平洋俯冲驱动区域构造演化的关键期。

　　

曹家欣|徐文丽|郭培|曹继祥|何海龙|宁崇和|唐大海|梁金通|马一全

成都理工大学沉积地质研究所，中国成都610059

摘要

在侏罗纪时期，东亚的构造背景从以古特提斯洋为主导的大陆-大陆碰撞和汇聚系统转变为受古太平洋构造域控制的活跃大陆边缘俯冲系统；然而，这一变化的确切时间尚不确定。在本文中，我们对中国西南部四川盆地中的沉积序列进行了碎屑锆石U-Pb定年和阴极发光（CL）图像分析研究，以分析沉积物的来源演化并增进对构造演化的理解。碎屑锆石年龄谱记录了沉积物来源系统的逐步重组，这一现象在中侏罗世沙溪庙组（J₂s¹）沉积期间尤为明显。J₂s¹的基底样品显示了六个锆石年龄组：173–179 Ma（19.4%）、226–260 Ma（19.4%）、350–428 Ma（8.4%）、759–790 Ma（11.1%）、1861–1891 Ma（29.2%）和2381–2550 Ma（12.5%），其来源主要为周围山脉。中间和上部的样品则主要显示176 Ma的年龄峰值（分别为48.9%和46.2%），这些物质主要来源于四川盆地西南部的松潘-甘孜-龙门山造山带的年轻岩浆岩。这种来源变化可以归因于松潘-甘孜-龙门山造山运动的快速抬升和逆冲事件，该事件与东亚从古特提斯构造域向古太平洋俯冲系统的转变有关，这些事件可追溯至约165 Ma。

引言

四川盆地是研究东亚大陆内部构造演化的重要区域之一。自晚古生代以来，其盆地演化一直受到周围造山带活动的深刻影响（Yan等人，1965年；Dong等人，2011a年），同时受到古特提斯和古太平洋构造域的远场作用（Domeier和Torsvik，2014年；Xu，2023年）。从古生代到中生代早期，盆地演化主要受印度板块与欧亚板块碰撞引发的特提斯构造域的影响。四川盆地内发生了多阶段的构造变形和相关岩浆活动。从中生代中期到晚期（约160±5 Ma，Shu等人，2021年），东亚大陆的构造框架发生了根本性转变，从以古特提斯洋为主导的大陆-大陆碰撞和汇聚系统转变为受古太平洋构造域控制的活跃大陆边缘俯冲系统（Zhao等人，2004年；Shu等人，2021年；Zhao等人，2021年；Qiu等人，2023年）。这一转变的核心驱动力是古太平洋板块在亚洲大陆下持续向西俯冲的开始（Ernst等人，2007年）。

深部过程重建表明，在亚洲大陆下方发生了显著的地壳增厚和岩石圈减薄现象，这揭示了由古太平洋板块俯冲引发的强烈地壳-地幔相互作用（Deng等人，2006年）。这种构造域的转变与冈瓦纳大陆的分裂、太平洋板块的径向扩张以及亚洲大陆的多方向汇聚密切相关（Gao等人，2010年）。先前的研究表明，古太平洋板块的俯冲对华南地块（SCB）和华北地块（NCB）产生了广泛影响（Xu等人，2004年；Dong等人，2005年；Wu等人，2008年；Gao等人，2010年）。直接的构造响应表现为中国东部广泛发育的NE–NNE走向的火山弧和相关钙碱性岩浆活动（例如NCB中侏罗世的钓鱼山组和兰旗组的火山岩，Zeng等人，2025年）。这一过程覆盖并修改了原有的近E-W走向的特提斯构造线状构造，形成了巨大的新喀斯蒂安构造系统（Wu等人，2002年；Zhao等人，2004年）。

东亚从古特提斯构造域向古太平洋构造域的转变（Li等人，2011年；Xu等人，2023年）发生在中侏罗世，并从东向西逐步推进。在中国东海大陆架盆地，地质动力转变最早可追溯到中三叠世末期（约237 Ma，Yang等人，2019年），标志着古太平洋构造体系的激活。随后，华南沿海地区在早侏罗世到中侏罗世期间完成了这一转变，表现为广东东部约180 Ma时来源系统的突然变化（Yang和He，2013年），以及广东东部盆地从前陆盆地转变为伸展环境的转变（Liu等人，2025年）。到了中晚侏罗世（170–135 Ma），中国东部的大片区域进入了构造重组的主要阶段，其特征是大规模形成了NE走向的构造-岩浆带（Yu等人，2005年；Wang等人，2006年）。内陆地区的构造-沉积模式，如中国西南部的四川盆地，也受到了古太平洋板块俯冲的远场影响（Shen等人，2023年；Kong等人，2024年）。然而，四川盆地内这一转变的确切起始时间仍不清楚。四川盆地中侏罗世沙溪庙组的沉积时间（约170 Ma）大致与中国东部从古特提斯构造域向古太平洋构造域的转变时间相对应，为记录这一转变提供了可能（Bai等人，2024年；Sun等人，2025年；Zeng等人，2025年）。

四川盆地中侏罗世沙溪庙组的来源特征对周围造山带的活动非常敏感，有助于揭示构造域转变的时间和过程。先前的研究已对四川盆地的中生代构造-沉积演化进行了广泛研究（Meng等人，2005年；Li等人，2010年；Zhang等人，2011年；Li等人，2013年；Luo等人，2014年；Shao等人，2016年；Li等人，2018a）。在中生代期间，盆地的主要来源从四川盆地北部的秦岭造山带（QOB）转移到了西部边缘的松潘-甘孜地块（SGT）（Wallis等人，2003年；Zhang等人，2019年）。然而，关于中生代来源的迁移模式及其驱动机制仍存在争议。特别是，中侏罗世沙溪庙组的来源与周围造山带之间的动态响应尚未得到系统揭示。

本研究重点关注四川盆地中侏罗世沙溪庙组的第一成员（J₂s¹）。通过系统的碎屑锆石U-Pb定年分析并结合区域构造-岩浆活动序列，旨在揭示四川盆地古太平洋构造域的起始时间和构造控制机制。这也有助于理解这一关键中生代时期的盆地构造-沉积演化。

四川盆地的构造结构和地层

四川盆地位于中国西南部，其演化过程与周围造山带的构造运动密切相关。它北面和东北面被秦岭造山带（QOB）所包围，西面被松潘-甘孜造山带（SGT）和龙门山造山带（LMSOB）所包围，西南面和南面被三江造山带和江南-雪峰造山带所包围（图1）。

盆地内的地层涵盖了从震旦纪到第四纪的地层（图2）（Li等人，2018a）。

样品和方法

本研究中使用的砂岩样品均来自四川盆地YQ3井的J₂s¹层。其中，49个样品被选用于薄片分析，3个样品用于碎屑锆石U-Pb定年（图3b）。

薄片在成都理工大学国家油气水库地质与开发工程重点实验室使用尼康E600高级偏光显微镜制备、鉴定并拍摄。

岩石学特征

四川盆地YQ3井的J₂s¹砂岩主要由石英（平均48.5%）、长石（平均14.1%）和岩屑碎片（平均25.6%）组成（图4）。碎屑颗粒呈亚圆至亚角状，分选程度中等。单晶石英占总石英含量的约80%。砂岩的框架组成按照Dickinson和Suczek（1979年）以及Garzanti（2019年）的方法计算并绘制在QFL三元图上。

J₂s¹中碎屑锆石的潜在来源

我们通过将碎屑锆石U–Pb年龄谱与区域古地理、沉积证据以及周围地块的构造-岩浆历史相结合来评估每个碎屑锆石年龄组的来源（图9）。对于每个年龄组，我们首先考虑所有具有相似年龄分布的构造单元作为潜在来源，然后根据它们与四川盆地的空间关系和地质演化来确定最可能的来源。

结论

• 1.
  在中侏罗世，四川盆地的来源发生了根本性转变，从多样化的来源区域转变为以西部造山带的岩浆岩为主。这一转变标志着该地区从早期板块汇聚（晚三叠世至早侏罗世）向大陆内部构造作用（中侏罗世至白垩纪）的转变。
• 2.
  松潘-甘孜地块的早侏罗世抬升（约176 Ma），加上同期发生的龙门山逆冲-推覆作用，推动了

作者贡献声明

曹家欣：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原始草稿。徐文丽：调查。郭培：方法学。曹继祥：资源获取。何海龙：资金争取。宁崇和：方法学。唐大海：方法学。梁金通：方法学。马一全：方法学。

未引用的参考文献

Chang等人，2023

Dong和Santosh，2016

Hacker等人，2004

Li等人，2015b

Ling等人，2003

Liu和Xu，2021

Rogers和Santosh，2002

Tian等人，2010

Wang，1997

Wang等人，2021b

Wang和Zhou，2012

Wu，2002

Xu等人，2015

Zhang等人，2023

Zhao，2015

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。